Produção de óxidos porosos contendo nanopartículas de prata via anodização em ligas metálicas de alumínio para aplicações médicas

Abstract

No trabalho em questão propôs-se uma nova forma de produção de liga metálica contendo nanopartículas de prata para aplicações na área da saúde. A liga metálica utilizada foi o alumínio e as nanopartículas de prata foram embidas em um óxido poroso através de anodização. A liga Al-Ag foi produzida com composição de 10% de prata em peso. Posteriormente foi realizada uma laminação a frio e as tiras foram solubilizadas a 550ºC por 5h e temperadas em água. Com este tratamento térmico espera-se a completa dissolução da prata e manutenção da solução sólida na temperatura ambiente (liga supersaturada Al-10%Ag). A obtenção de nanopartículas embebidas em matriz porosa de alumina foi realizada por anodização em ácido oxálico com uma densidade de corrente de 50mA/cm² e durante 15 minutos, procedeu-se em temperatura ambiente. Foi obtida uma camada de óxido porosa com cerca de 30µm. A análise elementar da superfície da amostra por EDS com tensões crescentes observou-se que a concentração de prata na superfície é maior se comparada com a concentração no interior da amostra. A superfície apresenta uma concentração de aproximadamente 27% em peso de prata Através de análises de MEV-FEG e MET foi possível observar morfologia da formação dos poros, nanotubos formados durante anodização e nanopartículas de prata. Os poros apresentam em média 85 nm na região analisada, e a distância de parede apresenta 50 nm em média. As partículas de prata na região analisada apresentam valores de 3 a 40nm. O teste de biotoxidez realizado com inoculação de bactérias Escherichia coli em biofilme comprova a eficiência das nanopartículas de prata contra esses organismos patológicos quando comparado com biofilme formado em uma amostra de alumínio comercial.

In the present work, a new way production of alloy containing silver nanoparticles for health applications was proposed. The alloy used was aluminum and the silver nanoparticles were embedded in a porous oxide through anodization. The Al-Ag alloy was produced with a composition of 10% silver weight. Afterwards a cold rolling was carried out and the strips were solubilized at 550ºC for 5h and quenched in water. With this heat treatment the complete dissolution of the silver and maintenance of the solid solution at room temperature (Al-10% Ag supersaturated alloy) is expected. The obtained surface fixed nanoparticles embedded in porous alumina matrix was made by porous anodizing in oxalic acid. Galvanostatic anodization with a current density of 50mA/cm² for 15 minutes was carried out at room temperature. A porous oxide layer around 30μm was obtained. Elementary analysis at the surface of the sample by EDS increasing potencial has observed that the concentration of silver on the surface is higher as compared to the concentration inside the sample. The surface has a concentration of approximately 27% silver weight. Through MEV-FEG and MET analyzes, it was possible to observe morphology of pore formation, nanotubes formed during anodization and silver nanoparticles. The pores average has 85 nm in the analyzed region, and the wall distance average has 50 nm. The silver particles in the analyzed region have values ranging from 3 to 40nm. The biotoxicity test performed with inoculation of Escherichia coli bacteria in biofilm proves the efficiency of silver nanoparticles against these pathological organisms when compared to biofilm formed in a commercial aluminum sample.